ANALYTICK Á CHEMIE ANALYTICKÁ septima
1
Dodatek ke kvalitativní ANC = důkaz kationtů
IV. T řída Třída Důkaz dle zbarvení plamene Pomocí platinového drátku Ca2+
Sr2+
Ba2+
cihlově červená
Karmínově červená žlutozeleně
Kovy alkalických zemin
V. ttřída řída Li+, Na+, K+, Mg2+, NH4+ Li+
Na+
purpurově červená žlutá
Alkalické Kovy
K+
fialová
FILMOVÁ KREV DŮKAZ
Fe3+
Po sm íchání roz . thiokyanatanu draseln ého smíchání roz. draselného a chloridu žželezitého elezitého se vytv áří vytváří tmavo červená slou čenina ((thiokyanatan thiokyanatan tmavočervená sloučenina žželezitý) elezitý) ppřipomínající řipomínající krev. 3 › Fe (SCN)33 + 3 KSCN KSCN + + FeCl FeCl33 ― ―› Fe(SCN) + 3 3 KCl KCl
2) KVANTITATIVNÍ • Kolik = obsah stanovované složky • Používá metody chemické, založené na reakcích: • • • •
1) 2) 3) 4)
protolytické srážecí komplexotvorné oxidačně-redukční
5
2) KVANTITATIVNÍ a) Vážková analýza (gravimetrie) Princip: Zkoumaný roztok převedeme působením srážedla na nerozpustnou sedlinu. Tu vysušíme, vyžíháme, zvážíme a z hmotnosti vypočteme obsah analyzované složky. Požadavek: Stanovovaná složka (ss) se při srážení musí vylučovat kvantitativně ve formě nerozpustné sraženiny !!!!!!!!!!!!!
6
2) KVANTITATIVNÍ a) Vážková analýza Základní operace : 1) Odebrání vzorku 2) Vážení vzorku 3) Rozpouštění vzorku 4) Srážení 5) Dekantace, filtrace a promývání 6) Sušení, spalování filtru a žíhání 7) Vyhodnocení práce - výpočet ⇒ Poměrně zdlouhavá metoda 7
2) KVANTITATIVNÍ a) Vážková analýza ad2) vážení vzorku: -
v ANC na 4 desetinná místa tzn. 0,0001 g Na analytických vahách : a) digitální (rychlejší) b) dvouramenné (pomalejší)
a)
b)
8
2) KVANTITATIVNÍ a) Vážková analýza Ad2) vážení vzorku: způsob navažování b) Staré dvouramenné váhy DIFERENČNÍ způsob: 1) Hmotnost lodičky m (1) přibližně na předvážkách (5,0 g) přesně na anc vahách 5,1811 g 2) Hmotnost lodičky s váženou látkou m (2) přibližně na předvážkách (5,0 g + 0,5 g ) 5,6221 g přesně na anc vahách 3) Hmotnost navážky m z rozdílu m = m (2) – m (1) m = 5,6221 – 5,1811 = 0,4410 g 9
2) KVANTITATIVNÍ a) Vážková analýza Ad2) vážení vzorku: způsob navažování 1)
2) 3)
a) digitální váhy Hmotnost lodičky m (1) přibližně na předvážkách (5,0 g) přesně na anc vahách 5,1811 g VYNULUJU SI NAVÁŽKU 0,000 g Hmotnost lodičky s váženou látkou m (2) přibližně na předvážkách (5,0 g + 0,5 g ) Hmotnost navážky m přesně na anc vahách 0,4410 g Rychlejší a pohodlnější ☺ 10
2) KVANTITATIVNÍ a) Vážková analýza Ad3) rozpouštění vzorku: 1)
(s) v dest.vodě
2)
Látky nerozpustné ve vodě (kovy) v kyselinách
3)
Silikáty
4)
Nerozpustí se v ničem = TAVENÍ
(směs z Si a O)
v HF
11
2) KVANTITATIVNÍ a) Vážková analýza Ad4) srážení: Přesně dle návodu pro lepší filtraci zisk hrubších částic
12
2) KVANTITATIVNÍ a) Vážková analýza Ad5) dekantace, filtrace, promývání: dekantace = po usazení sraženiny odlijeme čirý roztok (promývací) přes filtr (3x opakujeme) filtrace = oddělení sraženiny od roztoku promývání = k odstranění iontu (ovlivnil by hmotnost sraženiny)
13
2) KVANTITATIVNÍ a) Vážková analýza Ad6) sušení, spalování filtru, žíhání: sušení = v el.sušárnách látky s přesně definovaným složením spalování filtru = na trianglu žíhání = v porcelánovém kelímku do konst.m
14
2) KVANTITATIVNÍ a) Vážková analýza POZOR : Vážit až po vychladnutí. Chládne v EXSIKÁTORu, kde nepřijímá vzdušnou vlhkost.
Exsikátor – obsahuje sušící látku silikagel nasycený CoCl2 Bezvodý = modrý
Hydratovaný růžový
15
2) KVANTITATIVNÍ a) Vážková analýza Příklady stanovení 1) Stanovení Ca ve formě CaCO3 2) Stanovení Fe v technickém síranu železnatém ve formě Fe2O3
16
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) Princip: - rychlejší než vážková analýza ☺ Podstata = chem. reakce mezi : odměrným roztokem (OR) (o známé c) a přesně definovaným objemem stanovované složky (ss) (v titrační baňce). z V (OR) lze vypočítat obsah ss 17
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) Vhodná reakce pro OA musí splňovat: 1) probíhat poměrně rychle 2) kvantitativně, bez vedlejších reakcí 3) musíme poznat konec reakce (VE)
18
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) Bod ekvivalence:VE
Při TITRACI
= okamžik, kdy zreagovalo veškeré množství ss ekvimolárně s OR Určíme ho: a) indikátorem b) přístrojem (potenciometrie) (pH metr + titrace) 19
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) Odměrné roztoky (OR) a jejich stanovení - Musíme znát přesnou c (OR), (chemikálie né zcela čisté!!!, mění složení) (např. NaOH – vážíme i uhličitan)
ZÁKLADNÍ LÁTKA (STANDARD) - Slouží ke stanovení přesné koncentrace OR Podmínky: - Stálé na vzduchu - Velmi čistá a přesně definované složení - Roztok stabilní - Poměrně vysoká molární hmotnost
20
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) Rozlišujeme: 1) Na dolití (IN)
(odměrný válec, baňky)
2) Na vylití (EX)
(pipety a byrety)
21
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) Základní druhy: a) Odměrné válce b) Odměrné baňky c) Pipety d) Byrety
22
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) b) Odměrné baňky
Příprava zásobního roztoku
1) Kvantitativně spláchnout z lodičky (váženky) látku 2) Rozpustit látku (promíchat) 3) Kapátkem doplnit dest.vodu po rysku
Stejné u Odečítání objemu v byretě
23
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) d) Byrety Slouží k přesnému odměřování OR, odečítáme na 2 desetinná místa 15,25 ml !!!!!
24
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) c) Pipety a) nedělené
b) dělené
25
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) c) Pipety - zásady pro pipetování 1) Proplach dest.vodou, pak daným roztokem 2) Nasáváme balonkem nebo pipetíkem z kádinky s roztokem (ne ze zásobní lahve)
26
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) ODMĚRNÉ NÁDOBÍ, ODMĚŘOVÁNÍ V (l) c) Pipety - zásady pro pipetování 3) Necháme volně vytéct NIKDY NEVYFUKUJEME ZBYTEK ROZTOKU U ŠPIČKY
27
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) Rozdělení odměrné analýzy dle druhu ch.r.: 1) NEUTRALIZAČNÍ • •
acidimetrie – OR=kyselina, ss je zásada alkalimetrie – OR=zásada, ss je kyselina
- Sledujeme změnu pH, která nastane v bodě VE -Závislost pH soustavy na Objemu přidávaného OR = TITRAČNÍ KŘIVKA 28
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) 1) NEUTRALIZAČNÍ TITRAČNÍ KŘIVKA
acidimetrie
pH
VE
V (OR)(HCl)
29
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) 1)NEUTRALIZAČNÍ INDIKÁTOR : PŘ, FENOLFTALEIN (v zásaditém prostředí růžový, v kyselém bezbarvý)
30
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) 1)NEUTRALIZAČNÍ UŽITÍ : PŘ, Stanovení uhličitanů rozpustných ve vodě (stanovení čistoty bezvodého uhličitanu)
31
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) Rozdělení odměrné analýzy dle druhu ch.r.: 2) SRÁŽECÍ - založeny na tvorbě málo rozpustných látek
A) Argentometrie = OR = AgNO3
32
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) Rozdělení odměrné analýzy dle druhu ch.r.: 3) METODY KOMPLEXOTVORNÉ - založeny na vzniku málo disociovaných rozpustných sloučenin látek •
a) Chelatometrie = OR = chelatony
•
b) Merkurimetrie = OR = Hg(NO3)2
33
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) 2) KOMPLEXOMETRICKÉ b) CHELATOMETRICKÉ
OR = chelatony reakcí s M+
nedisociované komplexy = cheláty
1 mol chelatonu váže vždy 1 mol kationtu = 1:1
34
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) 2) KOMPLEXOMETRICKÉ b) CHELATOMETRICKÉ
Přehled chelatonů: CHELATON II = EDTA
CHELATON III = dihydrát disodné soli kyseliny EDTA 35
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) 2) KOMPLEXOMETRICKÉ b) CHELATOMETRICKÉ
Indikátory : metalochromní Eriochromová čerň T Murexid
36
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) 2) KOMPLEXOMETRICKÉ b) CHELATOMETRICKÉ
Tlumivé roztoky Pro udržení konst pH, pro barevný přechod indikátoru Př. Amoniakální pufr
37
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) 2) KOMPLEXOMETRICKÉ b) CHELATOMETRICKÉ
Stanovení celkové tvrdosti vody Způsobují ionty:
Ca2+ a Mg 2+
OR: chelaton III (je čistý = základní látka)
Kolik g navážíme (na 4 desetinná místa) pro přípravu 0,05 mol/l roztoku CH III? (Mr (CHIII) = 372,242 g/mol
m = c * V* M = 9,3060 g 38
LABORATORNÍ PRÁCE č. 1 Úkol: Stanovte celkovou tvrdost vody (stanovte Ca2+ a Mg2+) Pracovní postup: Stanovení celkové tvrdosti vody: Napipetujte 100 ml vzorku vody do titrační baňky. Přidejte 5 ml pufru pro celkovou tvrdost vody. Do titrační baňky přidej 0,1 až 0,2 g pevného indikátoru eriochromčerň T Po promíchání titruj odměrným roztokem CH3 o koncentraci 0,05 mol/l Přechod barev: z červené do modré. Pracovní postup: Stanovení Ca2+ Napipetujte 100 ml vzorku vody do titrační baňky. Přidejte 5 ml NaOH (2mol/l) Do titrační baňky přidej 0,3 g pevného indikátoru murexidu Po promíchání titruj odměrným roztokem CH3 o koncentraci 0,05 mol/l Přechod barev: do intenzivně fialového zbarvení Pzn. :PROTOKOL bude mít vše (Hlavička (datum, lab.č.1, název práce),Pomůcky, chemikálie, ch. reakce.,postup, vyhodnocení, závěr.) 39
Tzn: spotřeba OR (CH3) = 9,80 ml
Postup a ) 9,80 ml / 2 = 4,90 mmol/l 4,90 * 5,6 = 27,44 °N (°dH)
Postup b) 9,80 * 2,8 = 27,44 °N (°dH)
40
Výpočet obsahu Ca2+ spotřeba OR (CH3) = 5,4 ml (musí být menší než celková tvrdost) 5,4 ml / 2 = 2,70 mmol/l 2,70 * 40,078 = 108,2 mg/l Ca
Výpočet obsahu Mg2+ Celková tvrdost vody – obsah Ca 4,90 mmol/l – 2,7 mmol/l = 2,20 mmol/l Mg 2,20 * 24,305 = 53,5 mg/l Mg 41
Tvrdost vody je jedním z ukazatelů popisujících kvalitu vody. Voda v přírodě obsahuje minerální soli (kyselý uhličitan vápenatý, kyselý uhličitan hořečnatý).
Tvrdost vody pak záleží na charakteru geologického podloží oblastí, kterými voda protéká. Vápenaté podloží dává vodu tvrdší než podloží žulové či písčité. Tvrdost vody se rozděluje na karbonátovou anekarbonátovou. Karbonátová tvrdost je tvořena uhličitany a hydrogenuhličitany vápenatými a hořečnatými, nekarbonátová tvrdost pak solemi jiných kyselin, zejména chloridy, sírany a křemičitany. Součet obou hodnot se nazývá celková tvrdost.
42
MEZE TVRDOSTI VODY :
Pitná voda velmi tvrdá tvrdá
mmol/l
odH
oF
> 3,76
> 21,01
> 37,51
2,51 - 3,75 14,01 - 21 25,01 - 37,5
středně tvrdá
1,26 - 2,5
7,01 - 14
12,51 - 25
měkká
0,7 - 1,25
3,9 - 7
7 - 12,5
< 0,5
< 2,8
< 5
velmi měkká
43
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) Rozdělení odměrné analýzy dle druhu ch.r.: 4) METODY OXIDAČNĚ-REDUKČNÍ - je-li OR oxidačním činidlem = oxidimetrie • a) Manganometrie :
OR = KMnO4
• b) Bichromátometrie:
OR = K2Cr2O7
•
OR = I2
c) Jodometrie:
d) Bromatometrie :
OR = KBrO3
44
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) Rozdělení odměrné analýzy dle druhu ch.r.: 4) METODY OXIDAČNĚ-REDUKČNÍ - je-li OR redukčním činidlem = reduktometrie • a) Titanometrie :
OR = TiCl3
45
2) KVANTITATIVNÍ b) odměrná analýza (OA) Rozdělení odměrné analýzy dle druhu ch.r.: 5) METODY DIAZOTAČNÍ - při stanovení některých org. látek OR = NaNO2
46
2) KVANTITATIVNÍ c) Instrumentální anc metody 1) Separační 2) Elektrochemické 3) Spektrometrické (optické) (spektroskopické) 4) Radiochemické a termické
47
